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摘要:首先對路橋連接處問題成因進行分析,對路橋沉降量差異,施工監管不力等因素做出具體分析,然后研究了路橋連接處的相關施工技術,如臺背回填,臺背回填的壓實,橋梁加固技術,道路橋梁聯合施工,填料的壓實等內容,從臺背填筑地基加固與橋涵構造物的設置,填料質量的控制等幾個方面對如何加強路橋連接處施工管理工作做出探討,最后研究了橋涵連接處的設計要點。
引言
我國不斷發展進步,道橋施工建設行業水平也得到了極大地提高,由于道橋工程施工需要多方的合作,涉及到多種不同的專業處理技術和工藝,工程能否達標與連接面處理的問題密切相關,在實際施工過程中,因為各方因素的影響,會使公路的平整度達不到要求,頻繁出現跳車現象,主要由于公路與橋梁的連接處處理不到位,車輛通過時不平穩,這種現象需要能通過在施工過程中加強管理力度,才能盡量減少此類問題的發生。
1路橋連接處問題成因分析
1.1路橋沉降量差異
隨著道路硬化、汽車制造等工藝的不斷提升,生活中汽車行駛的速度越來越快,行駛過程中能對汽車行駛安全產生影響的因素也日益增多,其中,道路顛簸就是比較大的安全隱患之一,由于道橋施工過程中未對公路和橋梁連接處的施工進行嚴格監管,所以在工程投入使用后出現接縫、沉陷等現象,行駛的汽車在經過時會出現顛簸,還與不均勻沉降、車速、車本身的抗震設計等有關,但究其根本原因是施工時橋梁路基路面與公路路基路面的物理性質差異所致,譬如剛度、組成材料、膨脹性的差異導致了路橋連接處容易形成集中應力,在投入使用后,路橋的結構會因自重、車輛荷載和其他自然因素的作用下發生沉降,由于公路剛度低于橋梁剛度,所以公路的沉降量大于橋梁沉降量,從而形成柔性路面與剛性橋梁連接處的不均勻沉降錯臺。產生的不均勻錯臺就是造成汽車顛簸的主要原因。不均勻錯臺的形成是由于路橋的沉降量不同導致的,沉降量是天然地基沉降量、填土沉降量的和。天然地基沉降量是不可避免的,在施工過程中,即使借用工具將路橋的填土進行充分地壓實,但是在汽車的垂直荷載、公路與橋梁的自重、其他因素引起的沖擊震動等作用下填料的密度會增大,孔隙率減小導致路橋沉降,直至穩定不再沉降。填土沉降量的成因主要是因為工程填土流失,排水工程出現問題導致排水不順暢等因素的綜合作用下造成路基沉陷,其主要過程是路橋連接處的排水工程出現堵塞或其他問題導致排水不順暢,此時路橋表面的水會隨著連接處的縫隙下滲,軟化并侵蝕縫隙下的填料,使得填料的強度降低容易發生變形。
1.2施工監管不力
在實際的施工過程中,如監管部門管理不嚴格,會出現施工單位施工工序、施工標準、施工材料、填土壓實程度不符合要求的問題,都會導致公路與橋梁連接處的施工達不到要求,如在施工時填料過快,就會使壓料工作不到位,會造成填料對擋土墻的相對壓力過大,導致土體滑移,使路橋的沉降速度加快,如果有填土工期短,填土面窄的情況,而且無適當的機器對填土進行壓實也會導致橋基不穩、沉降快的情況,因此監管部門應嚴格對施工進行監督管理,保證工程質量。
2路橋連接處施工技術
2.1臺背回填
在進行橋梁施工回填時采用臺背回填法,選用強度高、摩擦角大、可壓縮性小的填料,譬如砂礫、礫石等,如果采用非透水性土如黏土,應加入三級以上且灰劑量大于6%的石灰進行填料級配,采用塑性指數小的砂土時,需要加入標號325以上,灰劑量大于3.5%的水泥進行級配,如果級配后不能達到施工要求可以進行加筋處理,填料處的縱向長度距橋臺背大于2m,路基處設置的臺階、斜坡按1∶1設置,回填高度通常在2~4m范圍內。
2.2臺背回填的壓實
通常臺背回填的位置處于路橋的連接處,由于其位置特殊,所以壓實工作很難進行,如采用壓路機進行壓實會對橋臺造成影響,因此選用小型壓實機或者人工壓實,所以在施工時采用透水性強、級配性好且回填直徑小于5cm的材料回填,每層回填的厚度不能大于20cm,未壓實度必須小于5%。
2.3橋梁加固技術
不均勻沉降錯臺的形成主要是由于建筑自重和車輛的垂直應力造成,如采用體外預應力法就可以在不影響車輛行駛的前提下提升建筑的承載力和抗震能力,為加強建筑抗彎、抗剪能力,體外索通常采用折線型,體外索加固法可以有效地提高橋梁的承載能力,體外索是由鋼絞線、粗鋼筋等材料制成,使用體外索后可以通過偏心構件的計算公式計算梁的承載能力,有如下情況:(1)無黏接部分建筑結構截面在受彎破壞時,可以認為建筑梁的非預應力鋼筋已經達到屈服,但是預應力鋼筋未達到極限閾值,此時需要驗算使用階段的應力和形變。(2)分別對梁的受力和使用性能進行分析,對各項指標按極限狀態進行計算時,需要按整體變形協調條件計算外載預應力的應力增加。
2.4道路橋梁聯合施工
在以前的施工過程中道路和橋梁是分為兩個單獨的個體承包給不同的施工單位進行建造,這樣各自為政的施工方式不能及時有效地溝通施工過程中所遇到的問題,會存在誤差,不能避免錯臺的產生,如果道路和橋梁同時施工就可以對施工中遇到的困難進行及時溝通并進行修改和調整,保證路橋連接處沉降差最小,避免跳車現象的發生。
2.5填料的壓實
壓實填料的機器應選用大面積型為宜,需要逐層壓實,盡量保證填料壓實度達標,在施工過程中監管單位務必避免施工單位因趕工期而加快施工進度,先進行多層施工然后再壓實,使得填料壓實度不達標的情況發生,在對臺背回填施工場地等壓實機施工不便的特殊位置可以采用人工壓實的方法,還可以采用填筑路堤預壓法,首先排空路基周圍的水進行固結,等待路基沉降,在路堤不能再沉降時挖涵洞,然后進行橋涵施工,進行橋涵施工時需注意填料標準,避免沉降問題的發生。
3路橋連接處施工管理
公路與橋梁連接處的處理是一項復雜的工程,需要施工方、設計方的充分溝通并得出切實可行的方案,監理和管理單位嚴格監管施工質量才能達到預期效果,在施工過程中需要考慮路、橋建筑的結構、剛度、膨脹性等物理性質差異,采用搭板、埋板等方式進行預防和處理。
3.1臺背填筑地基加固與橋涵構造物的設置
處理好臺背回填工程處的地基是保證橋梁沉降量的關鍵步驟,在軟基處理方面我國已經有排水加固法、換土法等方法,進行施工時可以因地制宜,采用恰當的方法對地基進行加固,提高地基承載性能,降低沉降量。橋涵構造物與臺背回填路基的情況與回填高度、路堤長度等密切相關,施工方需要在合適的位置設置橋涵構造物,確定好橋涵構造物的跨徑,橋臺后部防護工程,從而避免出現大河面小跨徑的情況。
3.2填料質量的控制
在進行橋臺填料時需盡量選用透水性強,摩擦角大的材料進行回填,以此減小橋臺沉降量,與此同時,如選用透水性強的填料可以將水排出構筑物外,防止填料被侵蝕、軟化。
4橋涵連接處的設計
根據相關資料表明,公路與橋梁的錯臺高度超過1.5cm就會出現跳車現象,在實際施工中,道路和橋梁有不同的施工標準,因此設計方需要因地制宜,制定優質方案,例如,高速公路和一級公路在進行設計時,兩者與橋梁連接處在投入使用后發生的最大沉降為10cm,一般路段的沉降量控制范圍在30cm范圍內,因為沉降量差異過大,極易出現跳車現象,如在設計前先對工程沿線地質條件進行分析,盡量將橋臺基礎設置在承載力高的土層上,然后對其進行加固,就可以使沉降量得到有效控制,避免跳車現象發生。
5結語
對公路和橋梁連接處質量的嚴格管理對我國公路交通安全和發展都有深遠的意義。公路與橋梁連接處產生的錯臺對行駛中的車輛有巨大的安全隱患,其施工是一個難題,需要對施工工序、施工質量進行嚴格地監管,對橋涵構筑物的設置、地基加固、填料壓實等問題進行控制,通過設計方在設計前對施工現場進行仔細地勘察,給出優質方案,進行方案比對并選出合適的方案,對路面和橋梁聯合施工,保證工程質量,這樣才能減少跳車現象的發生。
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作者:李云峰 單位:邯鄲市交通運輸局公路工程質量監理中心